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By Dyego Irineu Silva de Almeida

O presente trabalho foi proposto em sala de aula, na disciplina de tratamento térmico de ligas metálicas, do curso de Engenharia Metalúrgica da Universidade Federal do Ceará e teve como objetivo comparar as diferenças entre microestruturas e propriedades de um aço SAE 1016 após os tratamentos térmicos de normalização, têmpera e têmpera intercrítica. Três amostras do mesmo material foram tratadas termicamente. Uma amostra foi normalizada, outra temperada e outra temperada na zona intercrítica e após as análises metalográficas e ensaios de dureza foi possível concluir que a amostra normalizada apresentou uma microestrutura ferrítica com ilhas de perlita, a amostra temperada a 930ºC apresentou microestrutura martensítica e a amostra temperada na zona intercrítica formou microestrutura bainítica em uma matriz ferrítica.

Oct 30, 2017

By Tobias Bertoldi Agostini

O estudo de biomateriais degradáveis é um dos tópicos de pesquisa mais interessantes dos biomateriais nos dias atuais. Magnésio e suas ligas estão sendo estudados para serem usados como materiais de implantes bioabsorvíveis, para uso em dispositivos cardiovasculares ou ortopédicos. A dificuldade que se encontra em utilizar implantes à base de magnésio é a sua alta taxa de corrosão. Este trabalho tem por objetivo estudar o comportamento corrosivo de ligas de magnésio bioabsorvíveis (ZK30 e ZK60) em eletrólito que simula o fluido corpóreo (SBF Kokubo) através de técnicas de perda de massa por imersão e curvas de polarização. Os resultados indicaram uma menor resistência à corrosão da liga ZK60 no eletrólito analisado comparada com a liga ZK30.

Oct 30, 2017

By Carolina Conter Elgert

O impacto de alguns elementos microligantes no tamanho de grão e nas propriedades mecânicas obtidas em diferentes rotas de processamento foi estudado neste trabalho para uma laminação de barras de aços especiais, special bar quality em inglês, SBQ. Esse estudo compreende as etapas iniciais da metodologia para o desenvolvimento de um modelo capaz de prever o comportamento da microestrutura e as propriedades mecânicas obtidas em processos de laminação de barras, que é pouco difundido para aços microligados. Foram testadas duas variações de aços microligados, com diferentes percentuais de Nb e Ti A rota de processamento mostrou um papel fundamental para a obtenção de melhores propriedades mecânicas nos aços testados – um aprimoramento considerável foi observado quando o material foi laminado seguido uma sequência termo-controlada.

Oct 30, 2017

By Willian Facundes

Foram estudados os aspectos termoquímicos e operacionais dos aços ultrabaixo carbono com alto teor de silício e alumínio, visando eliminar a obstrução da válvula gaveta (clogging) que gera transtornos operacionais como: redução da velocidade de lingotamento, retorno de aço remanescente na panela para o convertedor e interrupções de sequenciais. Realizou-se também a caracterização do material solidificado no interior da válvula gaveta utilizando técnicas de microscopia óptica e eletrônica. Os estudos mostraram que as inclusões eram formadas principalmente por alumínio, contendo também oxigênio e cálcio. Visando reduzir a quantidade de alumina no aço, substituiu-se o alumínio pelo ferro silício como agente desoxidante e exotérmico. Após essa alteração conseguiu-se eliminar a obstrução de válvula gaveta e consequentemente, os transtornos operacionais.

Aug 16, 2017

By Tiago Fernando de Abreu e Silva Tomanik

Massa plástica refratária e placas isolantes têm sido utilizadas por um longo período em Fornos de Reaquecimento de Placas e Tarugos na Indústria Siderúrgica. Novas tecnologias para o revestimento refratário tem ganhado crescente interesse nos últimos anos em função da redução no consumo de combustíveis, redução em tempo e custos de manutenção e, consequentemente aumento de produtividade. Esse trabalho apresenta o desenvolvimento de um novo concreto isolante, de aplicação por projeção, para condições de alta temperatura, que permitiu a substituição do concreto denso na face de trabalho. Essa nova tecnologia permitiu uma redução no tempo de reparo e alta confiabilidade, pois suporta muito bem as agressivas condições da atmosfera do forno. Também será discutido o futuro desenvolvimento de projetos com significantes economias em energia.

Oct 30, 2017

By André Luiz Monteiro Martins

O objetivo do projeto foi otimizar a disponibilidade e o tempo de utilização do equipamento responsável pelo refino secundário de aço líquido da CSN, o Desgaseificador a vácuo RH. Esta otimização ocorreu através da monitoração de eventos gerados por sensores instalados no equipamento para verificar quando o mesmo iniciou a operação e qual foi o tempo necessário para completar o processo. O Disponibilidade do Desgaseificador a Vácuo RH se trata de uma ferramenta gerencial que realiza o mapeamento completo da produção no Desgaseificador durante vinte e quatro horas por dia, capaz de mapear o tempo do processo com base no tempo padrão do grau de aço e tempo de parada do equipamento, apontando todos os problemas que afetam a produção.

Aug 16, 2017

By Manuela Arend Prediger

Este trabalho teve como objetivo desenvolver um banco de dados com ênfase em materiais semicondutores e condutores para disponibilizar informações dos quatro principais grupos de materiais: metais, compósitos, cerâmicos e polímeros. Isto foi realizado através de uma seleção de materiais e definição de quais os mais adequados à área de semicondutores. Por intermédio de levantamentos bibliográficos em livros, periódicos e sites, foi possível compilar as características e as aplicações destes diferentes tipos de materiais. Assim, obteve-se um site que contém informações precisas e confiáveis e que está disponível àqueles que possuem interesse nesta área. Infere-se a partir do trabalho feito que o uso de materiais semicondutores faz-se cada vez mais necessário e crucial para satisfazer as exigências de equipamentos eletrônicos.

Aug 16, 2017

By Carlos Filippe de Sousa Morais

O software desenvolvido tem como objetivo, mapear o real tempo de operação do RH da Companhia Siderúrgica Nacional - CSN, identificando os atrasos antes e durante o tratamento de um aço no equipamento. Para isso foi criada uma tela automática que é aberta ao operador toda vez que é identificado atrasos, seja durante a troca de panela (Disponibilidade) ou durante o tratamento do aço (Processo). É possível visualizar em qualquer período desejado o preenchimento dos atrasos através de um relatório e uma interface gráfica interativa gerada pelo software, e com isso tomar medidas capazes de melhorar a produtividade no RH. Os resultados abordados ao longo deste trabalho mostram que a solução de uma pequena parte destes atrasos pode gerar ganhos de produção significativos para a Companhia Siderúrgica Nacional.

Aug 16, 2017

By Paolo Demetlika

In this paper it is shown how the “Zero Operator” concept on the casting floor has been reached by adoption of a standard 6 axis industrial anthropomorphic robot coupled with the most innovative machine vision technology. This has been achieved by automating all the operations related to the ladle and tundish activities, including shroud manipulation, powder addition, ladle nozzle identification, nozzle opening by lancing, temperature measurement and chemical sampling. Q–Robot CAST family products are the result of the successful alliance between industrial robotics and the most advanced technology in process automation. This led, for each production area, to the introduction of flexible automation in dangerous places, even where some degree of human intervention is still necessary. By using anthropomorphic robots, human operators can be reassigned to safer environments. Furthermore, robots are suited to deal with repetitive and labor intensive tasks thus guaranteeing a high process quality.

Oct 30, 2017

By Rene Guilherme Lopes

A refrigeração necessária a separação e liquefação dos gases do ar em uma planta de separação de ar do tipo PL de fabricação Praxair, é produzida em um equipamento denominado “Bridge Machine”. Foi identificada a oportunidade de operar este equipamento acima da capacidade nominal, porém havia algumas restrições para atingir a pressão necessária, tais como: a linha de descarga, a calibração da PSV, a MAWP (pressão máxima te trabalho admissível) do aftercooler e PHX (trocador de calor principal da Planta) e de outras linhas no processo. Para aumentar a produção na Bridge Machine, fez-se necessário requalificar a MAWP do aftercooler e do PHX, além de substituir as linhas de descarga e recalibrar a PSV, assim podendo trabalhar com a pressão máxima possível.

Jul 31, 2018

By Daniel Wild, Tobias Scheffer, Marvin Laugwitz, Martin Jochum

Leveling is a standard process in the rolling mill to eliminate flatness deviations. The process layout is based on models and the leveling result depends on the accuracy of the material parameters in these models. Even small deviations from the correct assumptions can have a major effect on the final flatness. Thus, after leveling the products may look optically flat, but subsequent to a final cutting process springback occurs due to residual stresses. The objective of this work is to analyze the influence of material parameters and gravity on the flatness after leveling. To evaluate the sensitivity of the process, an FE parameter study is exerted that reveals the influence of fluctuations in material properties in the case that the leveling setup is fixed. Gravity is neglected to not conceal flatness deviations. Examples of this study are rerun in a further step under consideration of gravity to also analyze its influence on the resulting flatness and residual stresses. Finally, to analyze the consequence of the residual stresses, all information of the plate from the previous step are transferred while gravity is suppressed to prompt springback. This study revealed that slight deviations of the material properties can lead to uneven plates in simulations where gravity is not considered. If gravity is taken into account, the unevenness is concealed and the plate seems flat. A springback simulation of the same plate shows that strong residual stresses are still present and would lead to unevenness if e.g. the plate were cut.

Oct 1, 2019

By João Luiz do Vale

In standard wear tests, such as pin on disk (ASTM-G99) or block on ring (ASTM-G77), the apparatus simulates conditions that are often different from a machine element real application. Therefore, for an accurate investigation of a tribological application, it is essential to test the real condition in which there are similarities as: geometry, contact details, force application mode, materials, among others. It emphasizes that for studies involving polymeric materials it becomes extremely relevant. Thus, the Laboratory of Surfaces and Contact (LASC) at UTFPR developed an apparatus for sliding bearing on shaft test. In that equipment, loads are applied by a dead-weight system and the frictional force is measured on a load cell. The apparatus operating ranges for load added to the dead weight system and rotation shaft are from 0.2 to 5.0 kgf and from 260 to 3500 rpm, respectively. This paper presents a detailed evaluation of such apparatus, which includes free-body diagrams analysis and a deduction to obtain an equation for the kinetic friction coefficient. Also, the standard measurement uncertainties of a caliper, an electronic scale, and a cell load were determined. It was verified that the kinetic friction coefficient equation is dependent on the apparatus geometry, the applied load, and the frictional force value. Additionally, through the statistical significance analysis it was concluded that some terms in the equation were not significant. Finally, through the application of the error propagation theory in the kinetic friction coefficient equation, the standard measurement uncertainty of the apparatus which showed a value nearby 0.002 along the operating range of the apparatus was obtained.

Jul 31, 2018

By Flavia de Paula Vitoretti

Pelletizing of iron ore fines is an important process used to produce high quality of raw materials for the subsequent reduction processes in the ironmaking industries. The process involves the production of green pellets and subsequent induration on a traveling grate furnace to promote inner partial melt and agglomeration which confer physical and metallurgical proprieties appropriated to the subsequent reduction processes. The pellets are produced with addition of charcoal to improve efficiency in the reduction processes. The lignin coal from sugarcane straw is an alternative source to replace the charcoal or coke in the self reduction of pellets. This work focused on the influence of biomass on the chemical kinetics parameters inner agglomerate pellet structure under industrial process conditions of the travelling grate furnace due hot gas flows within the pellets.

Aug 1, 2018

By Eleir Mundim Bortoleto

A finite element modeling approach was developed to study adhesion phenomena during the unidirectional contact between a two-dimensional plane-strain square and a flat slab. Surfaces were metallic or ceramic, different pairs of materials were analyzed and their adhesion was considered by means of a FORTRAN subroutine (DLOAD), which was connected with commercial finite element code Abaqus and provided surface attractive forces based on the Lennard-Jones interatomic potential. Adhesive loads were considered both during approximation and separation of the surfaces. During the separation step, material transfer between surfaces, due to adhesion, was modeled by means of damage initiation and propagation at the flat slab. The parameters considered in the simulations were normal load, chemical affinity and system size and the different conditions were analyzed by comparison of the interaction forces during approach and withdrawal. This work also presents detailed descriptions of: (i) the evolution of energy dissipation due to adhesion hysteresis, (ii) the formation-growth-breakage of adhesive junctions and (iii) the evolution of stress distribution during the process. Results have indicated that chemical affinity between the bodies in contact is more relevant for adhesion than the applied load. Besides, smaller asperities are less prone to promote adhesive wear, but they may be subjected to high stress concentration effects.

Jul 31, 2018

By Jan Lampke

Increasingly pelletizing discs are used for the recycling of dust and sludge. The applied pellet feed is highly variable, for example in terms of chemical composition, grain size distribution and raw density. These raw materials related factors lead to a destabilized pelletizing process, which initially must be homogenized through special mixtures, as well as the use of binders or additives. There are many possibilities to reach stringent restriction of material related target factors. On the one hand it is helpful to be flexible by changing the process parameters of the pelletizing disc. On the other hand, it is necessary to use a material-binder-formulation, which leads to a highly stable pelletizing process. The paper deals with an example of the use of agglomerating device, pelletizing disc, to prepare different dusts and sludges for material recycling. These dusts und sludges are mostly generated in metallurgical processes, e.g. sinterplant, blast furnace and steelworks.

Aug 16, 2017

By Renato Okabayashi Miyaji, Guilherme F. B. Lenz e Silva

As novas tecnologias de manufatura aditiva podem acelerar tanto o desenvolvimento, quanto a prototipagem na indústria siderúrgica. Dessa forma, várias etapas do processo produtivo podem ter sua eficiência melhorada, com o objetivo de se obter um produto final de melhor qualidade, gastando menos recursos humanos, operacionais, custos e tempo. Nesse contexto, este projeto tem como objetivo o aumento da eficácia do procedimento do vazamento do aço líquido da panela para o distribuidor, por meio do desenvolvimento de um dispositivo anti-vórtice para a válvula superior da panela de aço. Neste projeto foram avaliados diferentes formatos e geometrias por meio da metodologia de Planejamento de Experimentos (DOE), empregando a impressão 3D e um modelo de escala reduzida. Posteriormente, foram realizadas simulações de fluidodinâmica computacional (CFD), para melhor compreensão do fenômeno e dos resultados obtidos.

Mar 1, 2019

By Humberto Napoli BELLEI

O Sol é a principal fonte de energia sustentável com enorme potencial na geração de energia elétrica. O Brasil como outros países do mundo estão começando a construção de fazendas solares. Atualmente as especificações das estruturas para construção das estruturas dos painéis utilizados nessas fazendas tem sido de aços pós galvanizados justificado pela questão de tempo de garantia, principalmente, devido a presença de furos e bordas que ficariam protegidos contra a corrosão pela grande quantidade de revestimento utilizado. Nesse trabalho serão apresentados resultados de um aço pré-galvanizado que se mostrou seguro e confiável na proteção contra a corrosão dos furos e bordas dos painéis. O estudo teve como base as informações obtidas após o aço ter sido testado no ensaio em câmara de névoa salina e de dados já conhecidos em ensaios de campo.

Oct 30, 2017

By Saulo Brinco Diniz

As ligas de alumínio da série 7XXX são largamente utilizadas no setor aeronáutico devido sua alta razão resistência mecânica / densidade. O que proporciona uma alta resistência mecânica para as ligas da série 7XXX é a adição de elementos de ligas e tratamentos térmicos adequados, como por exemplo o T7351. Este trabalho teve como objetivo, estudar a evolução microestrutural de uma liga de alumínio 7475-T7351 processada por laminação convencional a temperatura ambiente, e posteriormente submetida a tratamentos térmicos de recozimento para recristalização. De acordo com os resultados apresentados, a amostra que foi submetida ao tratamento térmico de recozimento para recristalização a temperatura de 500ºC durante 15 minutos recristalizou, enquanto que a amostra que foi tratada a 350ºC durante 1500 minutos teve coalescimento dos precipitados.

Oct 30, 2017

By Moacir Andretti Sabino Mota

Os componentes da carga dos altos-fornos, que majoritariamente formam a escória final, consistem basicamente da ganga da carga metálica (minério, sínter, pelota), dos fundentes adicionados (quartzito, calcário, dolomita, etc) e da cinza do redutor (carvão vegetal ou coque). A estrutura da escória é formada por um conjunto de óxidos oriundos do processo de redução metálica e das impurezas da carga. As características de uma escória para uma máxima eficiência na operação do alto-forno devem ser: baixo ponto de fusão, fluidez e baixa viscosidade, tolerância, alta dessulfuração, remoção de álcalis. Com base nos argumentos destacados acima, tornou-se necessário o estudo de um método de cálculo eficiente para a viscosidade e da temperatura de liquidus da escória do AF2 da Vallourec Soluções Tubulares do Brasil - VSB.

Oct 30, 2017

By Carolina Conter Elgert

O objetivo deste trabalho foi definir composições químicas e parâmetros de tratamento térmico mais adequados para atendimento às rígidas especificações de fixadores utilizados na indústria de energia eólica, visando à minimização dos custos de produção. Para tal, foram realizados testes em escala laboratorial variando-se as temperaturas de austenitização e de revenimento para três composições químicas diferentes, tendo como base o aço SAE 4140 com variações nos teores de carbono, cromo e vanádio. A influência destes parâmetros sobre a microestrutura, tenacidade e resistência mecânica foi avaliada por meio de análises em microscópio eletrônico de varredura, ensaios de dureza, resistência à tração e ao impacto. Os resultados possibilitaram encontrar uma relação de compromisso entre a resistência mecânica e a tenacidade, tanto em relação ao desempenho do produto final quanto em relação aos custos de produção.

Aug 16, 2017